需要的加热面积为:
Q131.3?103F???17.4m2
k?tp55.27?(143?20?7)2 而加热器加热面积为37.73m2,所以可以使用
3-13 温度t=20℃和相对湿度蒸汽加湿,求加湿空气到
?=80%时需要的蒸汽量和此时空气的终参数。
?=40%空气,其风量为G=2000kg/h,用压力为 p=0.15MPa工作压力的饱和
解:由i-d图,加湿前后空气状态参数为 i1=35KJ/kg,i2=50KJ/kg d1=5.8g/kg,d2=12.8g/kg
所需蒸汽量为?d?G
?7?2000?140kg/h
第四章空气调节系统
思考题
1.在设计工况下,一次回流系统与直流系统相比较有什么优点?利用热平衡方法推导一次回风系统耗能量和回风之间的关系。
答:一次回风充分能源,节约新风量,节约能源。
2.利用喷水室处理空气的一次回流系统,冬季需设置预热器时,采用先混合后加热与采取先加热后混合其所需的预热量为多少?其所需热量是否相等?证明之采用哪一些方案更好些?
答:先预热Q1=G(iw-iw),先混合Q2=G(ic-ic),显然不相等,先混合好,因为Q1>Q2。 3.一次回风系统冬季设置预热的条件是什么?
答:新风比较大的工程或是按最小新风比而室外设计参数很低的场合都可能是一次混合点的焓值低于要求焓值时。
4.二次回风系统在什么条件下使用?二次回风系统与一次回风系统相比较,在夏季计算工况下其节能量为多少?用热平衡法证明之。
答:二次回风通常应用于在室内温度场要求均匀、送风温差较小、风量较大而又不采用再热气的空调系统中。二次回风节约了再热负荷,△Q=G(i-il)。
5.二次回风系统与一次回风系统相比较,冬季是否节省能量?证明之。
答:是,因为二次回风节约了一部风再热能量,Q1=G(i0-io),Q2=G(i0-il), Q1>Q2。 6.二次回风系统,夏季采用二次回风,冬季采用一次回风方案,这样做是否有好处?
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答:夏季采用二次回风可以节约能量,冬季采用一次回风虽然没有二次回风节约能量但是管理方便,而且风量易于调节。
7.在那些情况下,采用二次回风系统并不有利? 答:风量较小和使用天然冷源时。
8.一次回风系统、二次回风系统所需冷量与室内热负荷有什么关系?
答:一次回风系统所需要的冷量包括了室内冷负荷,新风冷负荷,再热负荷; 而二次回风系统所需要的冷负荷只包括室内冷负荷和新风冷负荷。
9.集中式及局部空调系统各有哪些优缺点?
答:集中式,优点:作用面积大,便于集中管理与控制。
缺点:占用建筑面积与空间,而且各种被空调房间符合变化较大时不易调节。 局部式,优点:调控灵活,设备分散设置在空调房间内,不需要集中的机房。 缺点:维修工作量大,室内卫生条件有时较差。
10.在集中处理室设集中再热器和在送风分支管上设局部再热器的方案各有什么优缺点?什么情况下最好是采用既有集中再热器又有局部加热器这一方案?
答:集中再热,优点:可以减少损失,容易控制并处理到终止状态点。 缺点:处理之后的空气品质比较差。 局部再热,优缺点与集中式恰相反。
对于房间精度要求低波动大的房间才有集中再热比较好。 11.利用风机盘管系统与一般集中式系统相比较是否多费冷量? 答:风机盘管系统多费冷量,其中多出的冷量为△Q=G(i-im)。
第五章空调房间的气流组织
思考题
1. 总结各种送风方式的优缺点及适用范围。
答:上送下回:送风气流不直接进入工作区,有较长的与室内空气混掺的距离,能形成比较均匀的温度场和速度场。
上送上回:可将送排(回)风管道集中于空间上部。有利于层高较高的场合。 下送上回:有利于改善工作区的空气质量,节能。
中送风:不需将整个空间都作为控制调节的对象,可节能。但会造成空间竖向温度分布不均匀。用于高大空间。
2. 为什么对不同精度要求的空调房间,在采用不同的送风方式时,其送风温差有不同的限制?
答:如果送风温差大,温度波动大,导致精度降低。
3. 为什么根据送风温差及热负荷确定的送风量还要用换气次数进行校核? 答:看是否有偏差,用工程经验校核。 4. 回风口的设置对室内气流分布有什么影响?
答:如果回风口设置合理,可形成比较均匀的速度场和温度(浓度)场,使气流的不均匀系数降低。 5. 分别说明受限射流、射流重叠,非等温射流的影响因素。 答:受限射流:壁面长度,风口断面,轴心速度。 射流重叠:距离射流轴点的流速。 非等温射流:Ar。
6. 室内气流组织评价指标有哪些?
答:不均匀系数,空气分布特性指标,换气效率,能量利用系数。
习题
5-1 一个面积为6×4m,高度为3.2m的空调房间,室温要求20土0.5℃,工作区风速不得大于0.25m/s,净化要求一般,夏季显热冷负荷为5400kJ/h。试进行侧送风的气流组织计算。
解:选用可调的双层百叶风口。其m1=3.4,n1=2.4,风口尺寸定为0.3*0.15m,有效面积系数为0.8,F0=0.036㎡
设定如图所示的水平贴附射流。
0.1m2.0m6.0mUx,txUh,th3.2m0.5m
该射流长度x=6-0.5=(3.2-2-0.1)=6.6m(取工作区高度为2m,风口中心距顶棚0.1m,离墙0.5m为不保证区)
试选用两个风口,其间距为2m,相当于把房间分为两个相等的空间。对于每股射流而言,Fn=4*3.2/2=6.4㎡
利用各修正系数图求K1,K2,K3.
对于贴附射流:x?0.7xFn?0.7*6.66.4?1.83
查图5-13得,K1=0.86,即受限射流。
按l/x?2/6.6?0.31 ,查图5?14曲线1,得K2=,即不考虑射流重合的影响,1由于不属于垂直射流,故不考虑K3
射流轴心速度衰减:
uxu0?K1m12F0x?0.86*3.4*2*0.0366.6?0.119
由于工作区域为射流回流区,射流到达计算断面x处风速ux可以比回流区高,一般可取规定风速的2倍,即ux=2
因uhuh,(uh为回流区风速,或按规范规定的风速)
?0.25m/s,故取0.25m/s,所以ux?0.5m/s,u0?0.5/0.119?4.2m/s
计算送风量与送风温差: 因u0?4.2m/s,两个送风口的送风量L?2*0.036*4.2*3600?1008.64m3/h
?Q/?CL?5400/(1.2*1.01*1008.64)?4.8℃
?1008.64/(6*4*3.2)?13.1 (1/h)
送风温差?t0此时换气次数n?L/vn检查?tx:
?tx?t0?K1n12F0x?0.86*2.4*2*0.0366.6?0.086
所以,?tx?0.086*?t0?0.41℃?0.5℃
检查贴附冷射流的贴附长度:
’4z?5.45m1u0F0(n?T0)’12’’?11.88,(其中m1=2m1,n1?2n1)
xl?0.5z*exp(k),其中k?0.35?0.62*xl?0.5*11.88*exp(0.023)?6.1mh0F0?0.35?0.62*0.10.036?0.023
可见在房间长度方向射流不会脱离顶棚成为下降流。 此题得解。
5-3 一自由射流自高大车间顶棚下水平射出,起始流速及体积风量分别为 5.Om/s和500m/h,射流起始温度为38℃,室内温度保持24℃。若圆管的紊流系数 a=0.08,试计算当射流末端流速为0.25m/s、0.5m/s和0.72m/s时,其轴心温度与室内空气温度之差。
3
解:
ux为以风口为七点,到射流计算断面距离x处得轴心速度,x为由风口至计算断面得距离 ,式中?Tx
因
?Txu?0.73x?T0u0?Tx?Tn,?T0?T0?Tn
Tx:距风口x处射流轴心温度,KT0:射流出口温度,KTn:周围空气温度,K
??Tx?0.73ux?(T0?Tn) u0ux10.25?(T0?Tn)?0.73**14?0.5 K u05ux20.5?(T0?Tn)?0.73**14?1.0 K u05ux30.72?(T0?Tn)?0.73**14?1.5 K u05??Tx1?0.73??Tx2?0.73??Tx3?0.735-5 某空调房间,室温要求20土0.5℃,室内长、宽、高分别为A×B×H=6×6 ×3.6m,夏季每平方米空调面积的显热负荷Q=300kJ/h,采用盘式散流器平送,试确定各有关参数。
解:1.按4个散流器布置,每个散流器对应Fn?6*6/4?9m
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